Einleitung:
Für dichte Deckschichten auf Brücken wie Gussasphalt, die eine sehr grosse Lebensdauer besitzen, wird angestrebt, eine Verbesserung der Lärmreduzierung zu erzielen. Da eine Vernichtung der "Lärmenergie" in den noch vorhandenen Poren der Asphaltdeckschicht ausscheidet, sind Massnahmen zu treffen, den durch das Befahren der Fahrzeuge auf dem Brückenbelag entstehenden Lärm zu minimieren.
Ausgangslage:
In der Schweiz wird zur Lärmreduzierung derzeit ein MR-Belag favorisiert, der Hohlraumgehalte von
10 - 12 Vol.-% aufweist. MR-Beläge und PA-Beläge (Hohlraumgehalt 22 Vol.-%) auf Brücken sind bezogen auf ihre Haltbarkeit problematisch, insbesondere deshalb, weil zur Sicherung der Brückenbauwerke d. h. zum Schutz vor der Einwirkung von Oberflächenwasser der Einbau von Gussasphalt-Schutzschichten zwangsläufig notwendig sind und daher dem Stand der Technik entsprechen. Ein MR oder PA-Belag, der wegen seiner Porosität für eine Lärmminderung sorgt, lässt aber ungehindert Wasser durchsickern, welches sich dann auf die wasserdichte Gussasphalt-Schutzschicht trifft, mit dem Effekt, dass die mehr oder weniger poröse Deckschicht dauernd unter Wasser steht.
Eine wassergesättigte MR oder PA-Deckschicht ist durch die Verkehrsbelastungen einer permanenten dynamischen Beanspruchung ausgesetzt. Dies führt dazu, dass das in der porösen Deckschicht befindliche Wasser durch Pumpeffekte zur Ablösung des Bindemittels von den Gesteinskörnungen und zur vorzeitigen Zerstörung der porösen Deckschicht führt. Lärmmindernde poröse Deckschichten in Form von MR oder PA-Belägen besitzen daher eine begrenzte Haltbarkeit. Schlaglöcher sind die zwangsläufigen Folgen mit dem Ergebnis, dass dann lärmmindernde poröse Beläge zu extremen Lärmbelästigungen führen!
Ziel:
Ziel des Forschungsauftrages ist es, die dichte Gussasphalt-Deckschichten, die eine sehr grosse Lebensdauer aufweisen, hinsichtlich ihrer Oberflächeneigenschaften neben der erforderlichen Griffigkeit auch auf das Merkmal Lärmminderung hin zu optimieren. Dazu ist vorgesehen, die in der Vergangenheit deutlich verbesserten Wärmestandfestigkeiten und Kälteflexibilitäten der Gussasphalt-Deckschichten nicht zu verschlechtern, aber mehr Mörtel an der Gussasphaltoberfläche vorzuhalten, um den Einstreusplitt dauerhaft in die Gussasphaltoberfläche einzubinden und die Belagsoberfläche darüber hinaus mit mechanischen Methoden zu bearbeiten.
Es steht ausser Zweifel, dass alles getan werden muss - auch beim Bau der Asphaltdeckschichten - um den Verkehrslärm in den Griff zu bekommen. Die Bemühungen dazu führen ausserhalb der Brückenbeläge zu Erfolgen, die sich mehr und mehr manifestieren. Die Brückenbeläge selbst sind jedoch noch ein "Stiefkind", wobei wie zuvor ausgeführt, andere Methoden ausserhalb von hohen Porositäten bei den Brückenbelägen notwendig werden, um zu Erfolgen bei der Lärmminderung zu kommen.
Methoden:
1. Laborprüfungen
Zunächst ist es erforderlich, zur Erhöhung der Mörtelmenge zur Einbindung des Abstreusplittes und zur mechanischen Gestaltung der Belagsoberfläche Gussasphalte im Labor zu entwickeln, die neben einer hohen Wärmestandfestigkeit, einer guten Kälteflexibilität, auch empfänglich sind für "konstruierte" Oberflächen.
Eignungsprüfungen für die Gussasphalte (3-fache Variation des Splittgehalts und des Füllergehalts,
3 Bindemittelmengen, 2 Bindemittelarten, 2 Füllerarten).
Herstellung von Probekörper bzw. Probeplatten und Prüfung auf
- Verformungswiderstand bei Wärme (statische und einaxiale Eindring-Schwell-Versuche)
- Durchführung von Abkühlversuchen an Probestäben ausgeschnitten aus Probeplatten
- Bestimmung der Verarbeitbarkeit der Gussasphalte nach dem System IfM-VIS-GA bei
3 Temperaturen
Überwachung der Versuche, Erstellen eines Schlussberichts mit einem Vorschlag für den Gussasphalt einer Deckschicht auf Brücken.
2. Herstellen von Musterplatten
Die Musterplatten werden hergestellt entsprechend den Ergebnissen gemäss Ziff. 1
Die heissen Gussasphaltoberflächen werden bearbeitet
- mit unterschiedlichen Abstreusplitten
- mit unterschiedlicher mechanischer Bearbeitung
3. Optische Vermessung der Musterplatten
Es ist beabsichtigt, 4 verschiedene Oberflächen der Musterplatten von der BAST mit dem 3DT-Verfahren vermessen zu lassen mit dem Ziel, Prognosen zu erstellen für ein Ranking hinsichtlich einer zu erwartenden Lärmminderung.
4. Bau einer Versuchsstrecke
Mit den Ergebnissen aus Ziff. 1, 2, 3 sollen Gussasphalt-Deckschichten im Rahmen einer Versuchsstrecke mit unterschiedlich gestalteten Oberflächen bei den einzelnen Abschnitten gebaut werden. Die Art und Zahl der Abschnitte kann erst nach Vorliegen der Untersuchungsergebnisse im Einzelnen von der BK festgelegt werden.
5. Vermessen der Versuchsstrecke
Mit demselben Verfahren wie bei der optischen Vermessung der Musterplatten (Ziff. 3) werden auch die einzelnen Abschnitte der Versuchsstrecke von der BAST vermessen mit dem Ziel, ein Ranking hinsichtlich des Merkmals Lärmreduzierung zu prognostizieren.
6. Lärmmessungen in situ
Die Prognosen aus Ziff. 5 sollen in den einzelnen Versuchsabschnitten verifiziert werden durch Lärmmessungen in situ, durch die Fa. Grolimund AG nach dem derzeitigen Stand der Technik, über die Zeit verteilt, insgesamt 3 Messungen.
7. Abschlussbericht
Der Projektleiter wird einen Abschlussbericht erstellen, in welchem die Untersuchungsergebnisse im Einzelnen dargestellt sind und in dem Empfehlungen enthalten sein werden für die Konzeption einer lärmarmen Gussasphalt-Deckschicht auf Brücken.
